新型注水装置对低渗油藏应用

尹煊

摘 要：低渗透油藏开发难度极大，主要表现在自然产能很低，甚至没有自然产能，不采用增产措施，根本无法投产，更谈不上正常开发。合理高效地开发低渗透油藏需要建立有效驱替压力系统，这是提高低渗透油气田开发的关键问题。

面对这一现状，首先介绍了低渗透油藏的地质特征、开发特征以及保证油藏有效开发的注水工艺技术;着重介绍了新型偏心注水工艺技术并总结了其工艺特点，及存在问题。

关键词：低渗透油藏;开发;新型;偏心注水

1 绪论

1.1研究的目的及意义

低渗透油藏的渗透率很低、油气水赖以流动的通道很微细、孔喉比大、渗流阻力大、液固界面及液液界面的相互作用显著，并导致渗流规律偏离达西定律。这些内在因素反映在油田生产上往往表现为单井日产量小，甚至不采用增产措施就没有自然产能;稳产状况差，产量下降快;注水井吸水能力差，注水压力高，而采油井难以见到注水效果;油田见水后，含水上升快，而采液指数和采油指数急剧下降，对油田稳产造成很大困难。

在我国目前采用的最重要的措施是注水开发方式，为了找到适合低渗透油藏开发的注水开发模式，本文从分层注水的角度去探询适合低渗透油田的注水开发模式并对目前应用的分层注水工艺进行应用分析，以便找到解决目前低渗透油田开发问题的解决方法，为低渗透油田的高速开发找到一条新路。

2低渗透油藏分类及其特征

2.1低渗透油藏的分类

低渗透油田是一个相对的概念，世界各国的划分标准和界限因不同国家、不同时期的资源状况和技术经济条件不同而各异。目前，对低渗透油田的划分有两种：一种是按渗透率大小来划分;另一种是按流度的大小来划分。

目前通常把低渗透油田渗透率的上限定为50mD，并按其大小分为三类[1]：

I类储层渗透率50～10mD，II类储层渗透率10～1mD，III类储层渗透率1～0.1mD。

II类储层是特低渗透油层，是典型的低渗透储层。含水饱和度为30%～70%，部分为低电阻油层，测井解释难度较大。这类储层自然产能一般达不到工业性标准，需压裂投产。

III类储层是超低渗透油层，属于致密低渗透储层。由于孔喉半径很小，因而油气很难进入，含水饱和度多大于50%。这类储层已接近有效储层的下限，几乎没有自然产能，需进行大型压裂改造才能投产，在经济上获得效益。

由于低渗透油藏的开发不仅与渗透率有关，还与流体的粘度有关。因此，低渗透油田也可以按流度的大小分为三类：流度介于30～50mD/（mPa？s）的低渗透储层是低渗透油层;流度介于1～30mD/（mPa？s）的低渗透储层是特低渗透油层;流度小于1mD/（mPa？s）的低渗透储层是超低渗透油层。

2.2低渗透油藏特征

2.2.1 低渗透油藏储层成因及类型

从储层的成因上看，可将低渗透砂岩储层分为原生低渗透储层，次生低渗透储层和裂缝性低渗透储层三类。

①原生低渗透储层：这类储层主要受沉积作用控制;形成的原因在于沉积物粒度细、泥质含量高和分选差;以沉积作用形成的原生孔为主;成岩作用产生的次生孔所占比例很少。储层一般埋藏较浅。岩石脆性较低，裂缝相对不发育。

②次生低渗透储层：次生低渗透储层主要受成岩作用控制。这类储层原来是常规储层，但由于机械压实作用，自生矿物充填，胶结作用及石英次生大大降低了孔隙度和渗透率，原生孔隙残留很少，形成致密储层（有时为非储层）。后由于有机质去羧基作用产生的酸性水使碳酸盐.、沸石、长石等矿物溶蚀，产生次生孔隙，使其增加孔隙度和渗透率，形成低渗透储层。

③裂缝性低渗透储层：次生低渗透储层，岩石致密程度相应增加，脆性更大，在构造运动产生的外力作用下，易发育裂缝，形成裂缝性低渗透储层。

2.2.2低渗透油藏主要开发特征

①天然能量小、自然产能和一次采收率低：油井自然产能低，压裂改造后才具有工业开采价值;油田天然能量低，产量和压力下降很快，一次采收率低：低渗透油田一般边底水都不活跃，且储层渗流阻力大，依靠天然能量开发，油田投产后，油井产量迅速递减，地层压力大幅度下降，一次采收率低。

②注水井吸水能力低，地层和注水压力上升快：许多低渗透油田注水開发中都存在一个突出的矛盾，就是注水井吸水能力低，启动压力和注水压力高，而且随着注水时间的延长，矛盾加剧，甚至发展到注不进水的地步。

③油井见注水效果差，低压低产现象严重：由于低渗透储层渗流阻力大，能量消耗快，所以油井见效时间比较晚。压力、产量变化比较平缓，不如中高渗透油层敏感和明显。有些低渗透油田由于储层性质太差，非均质又比较严重，虽然注水时间长，但油井见效率仍然很低， 因而低压、低产现象普遍且严重。

3低渗透油藏注水开发技术

低渗透油藏储层由于孔隙度和渗透率都很低，吸水能力差，注水难度大，还容易被污染堵塞，因此必须要有一套适应低渗透油田注水开发特点的注水工艺技术，才能实现早注水，注够水，注好水，以提高油田注水开发效果。

我国大庆、大港、中原、长庆和土哈等油田，在对低渗透层注水方面做了大量的分析研究和攻关试验工作，形成了完善配套的低渗透油田注水工艺技术。

3.1分层注水工艺新技术

3.1.1新型偏心分层注水工艺管柱

① 组成：该管柱主要由定压开启恒流量偏心配水器、自验封封隔器、撞击筒、单流阀等工具组成

② 工艺特点

该工艺具有以下特点：

1）主要用于井径为121～127mm井的多级细分注水。

2）不需要投捞死嘴，即可保证坐封封隔器。

3）各小层的水嘴一次性随管柱入井，不需反复投捞即可在3～35MPa波动压差下，实现10、15、20…300m3的恒流量配注，达到地质配注要求，大大减少了投捞次数，减轻了工作强度。

4）多级分注时封隔器能自行验证其密封性。

5）注水量测试方便，有效期1年以上[2]。

③结论

该工艺使用免投死嘴偏心配水器，達到不投捞死嘴使封隔器坐封的目的;使用恒流量堵塞器，实现水嘴一次随管柱下井，不需要投捞调配水嘴即可达到配注量;使用自验封封隔器，确保修井管柱多级封隔器密封可靠。

3.1.2分注工艺技术应用分析

目前在用的分注工艺主要有油套分注工艺和偏心配水分注工艺，随着近年来油田开发中定向井井数的增多，油套分注工艺不能测上层吸水剖面，不能反洗井;偏心配水分注工艺存在的分注有效期短、投捞成功率低等问题。为此，试验应用了目前国内较为先进新型偏心分注工艺。

①偏心配水分注工艺技术

该技术为长庆油田分层注水的主导技术。从油管打液压20MPa使封隔器座封并完井，随后用投捞器捞出带死水嘴的堵塞器，正常注水稳定后进行封隔器验封及流量测试调配。

②新型偏心分注工艺技术

该技术是对原偏心配水分注工艺基础上进行了两点改进，一是采用了旋转解封、液压座封的封隔器，二是采用了非集流的DYL一200型超声波流量计。其完井工艺、测试调配均与偏心配水分注工艺基本相同（管柱组成见图5—6）。将工具串下入井内预定位置后，从油管打液压18MPa，使封隔器座封，随后拔出死嘴，待注水稳定后进行测试调配。封隔器设计有反洗通道，可不定期进行反洗井作业，解封时上提油管半米后正转油管12～15圈即可解封起出。

4结论

①低渗透油田在我国石油工业中的作用越来越大，但低渗透油田有着与中、高渗透油田不同的地质特征和储层特征，要想有效的开发低渗透油田，必须对低渗透油层的渗流特征进行细致的研究。

②偏心注水工艺是低渗透油田开发的一种技术，且目前已经有了比较完善的理论及其工艺设备，但是仍然有些缺点需要改进。

③为了更加高效地开发低渗透油田，应该进一步研究其他注水工艺新技术及其其他先进的助采新技术。

参考文献：

[1]吴景春.改善特低渗透油藏注水开发效果技术及机理研究[D].大庆：大庆石油学院，2006.32～34.

[2]扬勤生.一种新型偏心分层注水工艺管柱[J].石油钻采工艺，2002.24（2）：74～75.